DE1925383C - Heizrohr - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Heizrohr mit einem ferromagnetischen Rohr und einem isoliert darin geführten elektrischen Leiter, der an einer Seite an eine Wechselstromquelle angeschlossen ist und die Rückleitung über das ferromagnetische Rohr erfolgt, wobei auf Grund des Hauteffekts an der Innenwandung des ferromagnetischen Rohrs ein Wechselstrom fließt, der gleich groß und entgegengesetzt zu dem innerhalb des Leiters fließenden Strom ist.

Derartige wechselstromgespeiste, dem Einfluß des HautefTekts ausgesetzte Heizrohre sind bereits bekannt (s. USA.-Patentschrift 3 293 407 und kanadische Patentschrift 760 556). Bei derartigem Heizrohren ist es unmöglich, in einem bestimmten Bereich des Rohrs die Wärmeerzeugung zu unterbrechen bzw. zu vermindern.

Demzufolge ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Heizrohr der obengenannten Art zu schaffen, dessen Heizwirkung in bestimmten Bereichen je nach Wunsch vermindert und somit gesteuert werden kann.

Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß ein oder mehrere Abschnitte des ferromagnetischen Rohrs mit Hilfe von entlang der Innenseite des ferromagnetischen Rohrs geführten Leitern kurzgeschlossen sind.

Eine vorteilhafte Ausfülirungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Leiters ein Schalter vorgesehen ist, der mittels eines Thermostaten gesteuert ist.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiel!; näher erläutert und beschrieben, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigt

F i g. 1 eine bekannte Ausführungsform eines Heizrohrs,

Fig. 2 eine schematiscHe Schnittansicht eines gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildeten Heizrohrs und

Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizrohrs.

Es ist bekannt, daß die wechselstrombedingte Ein- - 5030

(I)

wobei /. de· spezifische Widerstand in ücni, \> die spezifische Permeabilität und / die Frequenz in Hertz

in ist. Entsprechend der in F i g. 1 dargestellten bekannten Ausführiingsform ist ein Leiter 1 durch ein ferromagnetisches Rohr 3 geführt. An einem Ende des Leiters 1 ist eine Weehsclstromquelle 2 angeordnet, während das andere Ende 4 des Leiters I mit dem ferromagnetischen Rohr 3 verbunden ist. Das andere Ende des ferromagnetische!! Rohrs 3 ist über einen Leiter 6 mit der Weeliselstromquulc 2 verbunden. So lange die Bedingungen herrschen, daß

t>2s, D>S und

ist. wobei D der Innendurchmesser des ferromagnetischen Rohrs 3, .' seine Länge und t seine Dicke ist, ist der Wechselstrom auf die Innenfläche des ferrous masnetischrn Rohrs 3 begrenzt; an der äußeren Oberfläche des ferromagnetischen Rohrs 3 tritt somit kein Strom auf, was bei Heizleitern sehr vorteilhaft ist.

Um die Heizwirkung in dem in Fig. I dargestellten Bereich X-Y zu vermindern bzw. zu beseitigen, sind gemäß der vorliegenden Erfindung entsprechend F i g. 2 zvvei Klemmen 7, 8 an jenen Stellen vorgesehen, zwischen welchen die Heizwirkung unterbrochen bzw. gesteuert werden soll. Der zwischen den Klemmen 7 und 8 befindliche Abschnitt wird mit Hilfe eines Leiters 9 kurzgeschlossen, dessen Impedanz viel niedriger als ehe der Innenoberfläche des Abschnitts des ferromagnetischen Rohrs 3 ist. Zum einfacheren Anschluß des Leiters 9 an den Klemmen 7, 8 sind Flansche 10 und 12 vorgesehen, die durch Abdeckplatten 11, 13 abgedeckt sind. In gleicher Weise kann der Leiter 9 mit seinen Enden direkt an der Innenseite des ferromagnetischen Rohrs 3 befestigt sein, solange geeignete Befestigungseinrichtungen vorhanden sind.

Der von der Wechselstromquelle 2 durch den isolierten Leiter 1 und von dort entlang der inneren Oberfläche des ferromagnetischen Rohrs 3 von dem einen Ende 4 zu dem Ende 5 fließenden Wärme erzeugende Wechselstrom fließt zwischen den Klemmen 7 und 8 zum Großteil durch den Leiter 9. Da der durch den isolierten Leiter 1 fließende Strom praktisch gleich und entgegengesetzt zu dem innerhalb des Leiters 9 fließenden Strom ist, tritt zwischen den Klemmen 7, 8 praktisch kein Hauteffekt auf. Demzufolge wird in diesem Abschnitt praktisch keine Wärme erzeugt.

Wenn die Impedanz des Leiters 9 etwas größer gemacht wird, wird der durch den Leiter 9 fließende Strom kleiner als der durch den Leiter 1 fließende Strom. In diesem Fall tritt innerhalb des ferromagnetischen Rohrs 3 zwischen den Klemmen 7, 8 ein gewisser Hauteffekt ein, so daß in beschränktem Maß eine Wärmeentwicklung stattfindet.

Durch Veränderung der Impedanz des Leiters 9 kann somit die Wärmeerzeugung innerhalb des kurzgeschlossenen Abschnitts des ferromagnetischen Rohrs 3 von praktisch keiner Wärmeerzeugung bis zu

einem Wen maximaler Wärmeerzeugung e.esteuert werden.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform, bei welcher innerhalb des Kurzschlußleiters 9 ein Schalter 15 angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform ist der den Abschnitt X-Y kurzschließende Leiter 9 aus dem ferromagnetischen Rohr herausgeführt und außerhalb mit dem Schalter 15 verbunden. Sobald der Schalter 15 offen ist, ist der Kurzschlußeffekt eliminiert, mj daß Wärme in vollem Maß erzeugt wird. Wenn der Schalter 15 jedoch geschlossen ist. wird die Wärmeerzeugung innerhalb des kurzgeschlossenen Bereichs vermindert, da ein Großteil des Stroms durch den Leiter 9 fließt. Durch gesteuerte Betätigung des Schal- '5 ters 15 kanu somit die Wärmeerzeugung beeinflußt werden. Es ist einleuchtend, daß · der Schalter 15 mittels eines Thermostaten gesteuert sein kann.

Wenn die Impedanz sehr viel größer gemacht ist, dann wird die innerhalb des Aoschnitts X-Y stattfindende Wärmeerzeugung beinahe so groß wie in den übrigen Teilen des ferromagnetischen Rohrs 3, in welchen kein Kurzschlußleiter vorhanden ist.

Die obigen Erläuterungen beziehen sich auf die Steuerung der Wärmeerzeugung in einem Abschnitt X-Y des ferromagnetischen Rohrs 3 unter Zuhilfenahme des Hauteffekts gemäß Fig. 2. Es ist einleuchtend, daß durch Vorsehen einer beliebigen Anzahl son Abschnitten die Wärmeerzeugung innerhalb jedes Abschnitts gesteuert werden kann, wodurch gleiche oder verschiedene Temperaiurwert·: in den einzelnen Abschnitten erzeugt werden können.

Die vorliegende Erfindung ist ebenfalls in Verbindung mit einer Vorrichtung gemäß der kanadischen Patentschrift 486 431 anwendbar. Gemäß dieser Vorrichtung weist das Heizrohr einen Prima: kreis mit einem elektrischen Leiter auf, der wenigstens durch ein ferromagnetisches Rohr geführt und mit einer Wechselsiromquelle verbunden ist. Ferner ist ein Sekundärkreis mit einem eine niedrige Impedanz aufweisenden Leiter vorgesehen, der mit den Enden des ierromagneiischcn Rohrs verbunden ist, wodurch durch den an der Innenwandung des Rohrs fließenden Primärstrom sin sekunderer Wechselstrom in dem Sekundärkreis erzeugt wird.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann füi verschiedene Anwendungsfälle verwendet werden. Beispielsweise kann sie bei Pipelines zur gesteuerten Erwärmung von Ventilen oder anderen Einrichtungen eingesetzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Induktiv beheiztes Rohr mit einem ferromagnetisehen Rohr und einem isoliert darin geführten elektrischen Leiter, der an einer Seite an eine Wechselstmmquclle abgeschlossen ist und die Rückleitung über das ferromagnetische Rohr erfolgt, wobei auf Grund des Hauteffekts an der Innenwandung des ferromagnetischen Rohrs em Wechselstrom fließt, dei gleich groß und entgegengesetzt zu dem innerhalb des Leiters fließenden Strom ist, d a d u r c h « e k e η η ζ e i c h π ■■ t. daß ein oder mehrere Abschnitte (X-Y) des ferr >magnetischen Rohrs (3) mit Hilfe von entlang der Innenseite des ferromagnetischen Rohrs (3) geführten Leitern (9) kurzgeschlossen sind.

2. Heizrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Leiters (9) ein Schalter (15) vorgesehen ist. der mittels eines Thermostaten gesteuert ist.

dringtiefe S (cm) durch folgende Gleichung ausgedrückt werden kann: